合理的电器产品优化设计方案能够提高电器产品的性能,增强可靠性和降低成本。其中以电磁场数值计算为基础,电器绝缘优化设计为目的之一的电磁场逆问题,是人们不断努力探索的电器产品优化设计出路之一。目前,对于电磁场逆问题求解,都是将其分解为一系列正问题,然后采用全局优化算法对其进行迭代寻优,最终达到优化设计目的。由于电磁场逆问题求解涉及到大量的自变量和局部最优解,其寻优复杂度已超出传统优化算法的解决范围,因此采用现代优化算法进行电器优化设计已成为国内外学术界的研究热点之一。首先,针对多介质复杂结构的三维电场逆问题对三维电场数值计算提出的高精度和高效率要求,以三维电场有限元法为基本理论,编制了基于四面体网格剖分的三维电场有限元计算平台。通过实例计算和比较验证了平台的精度和效率,并运用计算平台对高压SF。断路器灭弧室内的三维电场进行了准确计算,得出高压SF。断路器内部三维等位线和电场强度分布图。结果表明平台能够被应用于三维电场逆问题求解。其次,为了满足三维电场逆问题对优化算法提出的高效性的要求,基于ECTS算法提出了一种改进型禁忌搜索算法,详细地阐述了改进算法的思想和实施过程。同时,采用了典型数学函数验证了算法的全局性与高效性,证明了改进型禁忌搜索算法在一定程度上满足工程需求。最后,将三维电场计算平台和改进型禁忌搜索优化算法程序相结合,构建出三维电场逆问题求解的基本程序框架。利用该程序对电极进行了三维电场优化设计,得到了使得电场强度分布均匀的优化结构。对电器产品多变量优化设计的研究进行了有益的探索。